JPS5822670A - 小ねじ締め用電動ドライバ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は電動ドライバに関する。

従来より時針郷の精密機械のねじ締め等に電動ドライバ
が広く利用されている。電動ドライバの原動機である直
流直巻モータは、その回転速度が落ちるとトルクが増大
するという特性が大きく、最終的なねじ締めはこのトル
クの増大により行っている。

しかしながら、従来の電動ドライバは、モータのトルク
自体を制御し得ないため、最終的なねじの締付けの際ト
ルクが太きすぎるとねじ山を破壊し九シ、また取付対象
物を破壊したりする危険があり、特に精、密機械の場合
に問題が大きかったａまたトルクが弱いとねじ締めが十
分に行われず、更に締付は時間を長くするとモータが過
熱する等の危険があル、いずれにしても、そのねじの締
付は作業は難しく、もっばら作業員の熟練に頼っていた
。

そのため、たとえば実公昭５ａ−４７６７７号や実開昭
５３−１２５１９７号に示すように、ドライバに所定の
負荷がかかった場合に、ドライバを停止せしめる回路及
び装置が提案されている。しかしながら、これらの回路
及び装置は、所定負荷時にモータに流れる過電流を検知
して、この検知信号によりモータを停止するものである
ため、長年の使用によるモータの過電流による劣化は避
けられず、またモータのトルク自体を制御するものでは
ないので、トルク過剰によるねじや取付対象物の破損或
はトルク不足によるねじ締め不足尋の問題は依然として
残っていた。

上記した欠点を改善するため本願出願人は既に特願昭５
５−３６１２１号にて、電動機の回転数を任意の値に維
持する定電圧回路を設けて電動機の定速度運転を行うと
共に、電動機のトルクを一定の値に制限する定電流回路
を設けて電動機に所定の負荷がかかった場合、該定電流
回路によシ定トルク運転を行い、一定時間遅延後に電動
機の電源をＯＦＦ　　とするように構成した電動ドライ
バを提案済である。

しかし、この提案済の電動ドライバの場合。

最終のねじ締めは電動機の慣性力によるため、締付はト
ルクのコントロールが離し−く、時計等ねじ締め精度の
高いものが要求される場合には、これを十分満足し得る
精度とすることは不可能であった。

本発明はこの点に艦み上配提案済の発明を更に発展させ
たもので、締付は時に電動機が停止したら、定電圧回路
の設定値を所定値まで増加して電動機を起動させ、この
起動トルクによシ最終締付けを行うようにしたものであ
る。

以下図面に基づいてこの発明の一実施例を説明する。

第１図はこの発明による電動ドライバの一実施例の構成
を示すブロック図、菖２図は外観を示す斜視図である・
この電動ドライバはドライバ本体（Ａ）と制御装置（Ｂ
）から成る。

ドライバ本体（Ａ）は、駆動源であるモータ（１）と〉
ンプ（２）から成る。

制御装置（Ｂ）は１回路速度を所定の速度に維持する定
速装置と、トルクを所定の値に維持する定トルク装置と
、該定速装置の設定値を切換える切換装置と、Ｊ！！に
停止復帰装置とから成る。

定速装置は電圧設定器（４）と電圧検出器（５）と増幅
器（６）とから構成されている。電圧設定器（４）は、
増幅器（６）の基準電圧を設定し、得たい回転速度に応
じて電圧設定を行うもので、定電圧源（Ｚ　Ｄ）とこれ
に並列に接続された可変抵抗器（Ｒ，）（Ｒ，）から構
成されている。この可変抵抗器（Ｒ，）（Ｒ１）は後述
するリレー（ＲＹ）の接点（８，）を介して増幅器（６
）に選択的に接続されている・この実施例にをいて抵抗
値はＲ１〉Ｒ１となっている。抵抗（Ｒ８）の値は得た
い回転速度に応じて設定しておく、ｍ圧検出器（５）は
、モータ（１）に並列に接続された抵抗（Ｒ１）および
（Ｒ１）から成シ、モータ（１）　Ｋ印加される電圧を
検出する・増幅＠（６）は、前記電圧設定器（４）で設
定された電圧と電圧検出器（５）で検出された電圧との
差を増幅し、トランジスタ（ＴＲ，）を介してモータ（
１）に与えられる電圧を設定電圧に維持する。

定トルク装置は、電流設定器（７）と電ｉ樵出器（８）
及び増幅器（９）とから構成されている。電流検出器（
８）は、モータ（１）に直列に接続された抵抗（Ｒ１）
から成り、この抵抗（Ｒ７）による電圧降下を検出して
電流検出を行う。電流設定器（７）は定電圧源（ＺＤ）
とこれに並列に接続された可変抵抗器（Ｒ１）から構成
されている。増幅器（９）は、前記電流検出器（８）で
検出された検出値と電流設定器（７）によシ設定された
設定値とを比較増幅する。検出−（８）からの検出値が
設定値に近づくと増幅器（９）の出力は■側に引かれ、
ダイオード（Ｄｌ）を介して増幅器（６）の出力を畝収
し、これによりモータ（１）の電流を設定値に保つ。

設定＠ｆ切換装置は停止電流検出器間と、単安定マルチ
バイブレータａｘｏａｈリレー（ＲＹ）及び前記その接
点（Ｓ、）及び起動マスキング回路−とから構成される
装置 停止電流検出器（転）は電動機（１）に過負荷がかかつ
て停止し過電流が流れた時、この過電流を検出するもの
で、この実施例では増幅器（１０１）とスイッチングト
ランジスタ（ＴＲ，）から構成されている一増帳器（１
０１１には、前記電流検出器（８）と定電圧源（ＺＤ）
と可変抵抗（Ｒ４）からなる基準電流設定器（１０２）
が入力している。

いま検出器（８）によシ検出された電流が設定器（１０
２）　Ｋよシ設定された値以上になると、増幅器（１０
１）の出力は′Ｈ′″になｐｌ　トランジスタ（ＴＲ，
）はＯＦＦになって、検出器（７）の出力が立上シ＠Ｈ
”状態となる。

マルチバイブレータ（ロ）はこの検出器（７）の出力の
立上〕によシ所定幅のパルスを出力する。

マルチバイブレータ（２）は、マルチバイブレータ（ロ
）の立下りによル所定幅のパルスを出力する。リレー（
ＢＹ　）はマルチバイブレータ（２）に出力がある関付
勢され、その接点（Ｓｌ）を切換える。即ち、この実施
例ではマルチパイプレーク（２）に出力がある間、抵抗
（Ｒ１）が選択される・ 起動電流マスキング回路（至）はモータ（１）の起動時
に設定値切換装置が働くのを防ぐためのもので、単安定
マルチバイブレータ（２）とメモリ（ロ）から構成され
るのマルチバイブレータ（２）の入力側は停止電流検出
器（転）の出力に接続し、その出力側はマルチバイブレ
ータ（ロ）のリセット端子とメモリ（２）に接続してい
る。メモリ（ロ）の出力はマルチバイブレータ（２）に
再び入力し、マルチバイブレータ（２）をロックする。

マルチバイブレータ（ロ）は検出器（ト）の出力立下り
Ｋよシ駆動し、一定時間信号を出力してマルチバイブレ
ータ（６）をリセットし、その稼動を停止する・メモリ
（ト）はマルチバイブレータ（２）からの信号を入力し
て、マルチバイブレータ（至）をロックして、以後マル
チバイブレーク（ロ）を禁止状態とする。この実施例で
は更に１上記設定値切換装置により設定値を切換えた後
、所定時間後に電動機（１）を停止させ、停止後所定時
間が経過したら再−び復帰させる停止復帰装置を備えて
いる。この装置は単安定マルチバイブレータ（６）の出
力側に接続された単安定マルチバイブレータ（２）とゲ
ート的及び増幅器（６）の出力側を接地するスイッチα
◆から構成される曇通常の状態では、マルチバイブレー
タ（ロ）からは出力はなく、したがってマルチバイブレ
ータ（２）からも出力がなく、ゲートα乃の出力側は＠
Ｈ”となっており、スイッチｏ４はＯＦＦになっている
。マルチバイブレータ（２）の出力が＠Ｈ”となって立
下るとマルチバイブレータ（至）は、この立下りＫより
１Ｈ″となり、スイッチ（ロ）を一定時間ＯＮとする。

スイッチａ４がＯＮとなると増幅器（６）の出力は接地
されて、電動１ａ（１）は停止する。マルチバイブレー
タ（２）の出力が所定時間後１Ｌ″になるとスイッチａ
４は再びＯＦＦになシミ動機（１）は再び回転を始める
。

即ち、復帰する。

マルチバイブレータ（２）の出力は、メモリ（ロ）のリ
セット端子に接続し、またインバータ（至）を介してラ
ンプ（２）に接続しており、マルチバイブレータ（至）
に出力がある間、即ち電動機（１）が停止している間ラ
ンプ（２）を消して、電動機（１）の停止を表示する。

このランプ（２）ハたトエばブザー畔であっても良い。

第２図中、（４５Ｆｉ電圧設定器（４）Ｋ連動する回転
速度設定ダイアル、（７）は電流設定器（７）に連動す
るトルク設定ダイアル、翰は電源用スイッチ、Ｑすは電
源のＯＮ、ＯＦＦ　ｆ、表ボするランプ、幹はモータ（
１）の正回転、逆回転の切替スイッチ、？祉受−ト璃−
外姻１１のす替−１櫂・チｊ−は本体（Ａ）と制御装置
（Ｂ）とを連続するコードである。

次にこの電動ドライバの動作を第３図を参照して説明す
る。まず、操作者は同転速度設定ダイアル（４１及びト
ルク設定ダイアル（７１を操作して、所望の回転数、所
望のトルクを設定しておく。次にスイッチ四をＯＮにし
て電源を投入するとイニシャルクリア（図示せず）が働
いて各素子がクリアされる。この状態で単安定マルチバ
イブレータ（２）の出力は１Ｌ”であるからゲート（ロ
）の出力は１Ｈ”になっており、トランジスタ（ＴＲ１
）は不導通状態となっている。したがって増幅器（６）
の出力は接地されておらず、この出力はトランジスタ（
ＴＲ，）のベースに入力してモータ（１）を駆動する。

モータ（１）には駆動時に大電流が流れようとするが、
この電流は電流検出器（８）により検出され、ダイアル
（７）の操作により電流設定器（７）であらかじめ設定
された設定値と増幅器（９）で比較増幅される。この電
流が設定Ｗ、流に近づくにつれ、増幅器（９）の出力は
■側に引かれるため、増幅器（６）からの出力電圧はダ
イオード（Ｄ、）を介して落ち込み、その結果モータ（
１）に流れる電流は設定電流を超えず設定値に維持され
る一モータ（１）に流れる電流は、モータ（１）が回転
するにつれ小さくなシ、増幅器（９）の出力は［有］側
に引かれるーそのため、モータ（１）はダイアル（４）
の操作によシミ圧設定器（４）であらかじめ設定された
電圧（ｖｌ）により定電圧で定速運転される。

始動時に、基準電流設定器（１０２）で設定された電流
０→以上の電流が流れると、これは検出器（至）に検出
され、マルチバイブレータα力を駆動するが、検出器α
りの出力が立下ると単安定マルチパイプレーク（２）が
駆動され、これにより単安定マＡ・チバイブレータ◇４
がリセットされ、したがってマルチバイブレータ（２）
は駆動されない、こねにより、起動時の起動電流のマス
キングが吠現される一マルチバイブレータ（２）の出力
は同時にメモリ斡に入力され、メモリ（２）は該マルチ
バイブレータ（２）をロックし禁止状態とする。このロ
ックにより、以後検出器（ト）の出力のドリフトやノイ
ズ等により、マルチバイブレータａうが駆動されてマス
キング回路αめが働くことを防止出来る一 定電圧回路による定速運転を一定時間経過してドライバ
本体（Ａ）によるねじ締めが終了に近づくと、ドライバ
にかかる負荷が大きくなるため、モータ（１）は停止し
て流れている電流は大きくなり、用足のトルクに応じた
設定電流（工、）に達すると、この電流は検出器（６）
により検出されてマルチバイブレータ（ロ）が駆動され
、一定時間パルスを出力する。この実施例では、これを
安定時間（Ｓｔ）とし、０．１８ｅｅとしている。ここ
で、この０．１　ｓ＠ｅの安定時間（Ｓｔ）を設は九理
由は、この間にモータ（１）がねじに所定のトルクを与
え続けるため、締付は力が均一化し、締付は力のバラツ
キを防止出来るためである。

マルチバイブレータ（ロ）の出力が立下ると単安定マル
チバイブレーク（ロ）が駆動し、所定幅のパルスを出力
する。この出力によ）、リレー（ＢＹ）が付勢され、ス
イッチ（Ｓ、）が切換シ、電圧設定器（４）の抵抗が鳥
に切換る。これによシ増幅器（６）の出力電圧が増大し
、停止しているモータ（１）を始動し、最終ねじ締めが
行われる。したがってこの最終ねじ締めは始動トルクに
よシ行われる。単安定マルチバイブレータ（２）が立下
ると、単安定マルチバイブレータ（２）の出力が立上り
、ゲー）Ｈの出力がＬ”となシ、スイッチａ４がＯＮと
なって、増幅器（６）の出力が接地されてモータ（１）
が停止する。この時、同時にメモリ（ロ）がリセットさ
れ、ランプ（２）が消える。一定時間経過して単安定マ
ルチバイブレータ（２）が立下ると、ゲート（ロ）の出
力がＬ”となりスイッチ（ロ）がＯＦＦとなって、増幅
器（６）の接地が解かれてモータ（１）が再起動する１
以上によυ停止及び復帰が行われ、以後同じ動作を繰返
す。

以上説明したように、本発明によれば所望の回転数及び
トルクでドライバの運転をすることができ、まだ最終ね
じ締めは起動トルクにより行うことが出来る丸め、全体
として極めて確実な安定した運転が可能であシ１時計等
の組立用のドライバとして好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による電動ドライバの一実施例を示す
ブロック図、第２図はその外観を示す斜視図、第３図は
タイムチャ−トである。 図中、（１）は電動機、（２）　Ｆｉランプ、（４）　
ｔ′ｉ電圧設定器、（５）は電圧検出器、（６）は増幅
器、（７）は電流設定器、（８）は電流検出器、（９）
は増幅器、輪は停止電流検出器、（ロ）、（２）、（ロ
）は単安定マルチバイブレータ、（１４はスイッチ、（
至）は起動マスキング回路を各示す。 特許出願人　　株式会社ハイマチック

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 所定の回転速度を設定するための電圧設定器と、電動機
   に印加される電圧を検出する電圧検出器と、前記電圧設
   定器により設定された電圧と前記電圧検出器により検出
   され九電圧との差を増幅する増幅器とからなる定速装置
   と、所定のトルクを設定する電流設定器と、電動機に流
   れる電流を検出する電流検出器と、前記電流設定器によ
   ）設定された設定値と前記電流検出器により検出された
   検出値との差を増幅する増幅器とからなる定トルク装置
   と、所定値以上の負荷によ〕電動機の回転が停止した時
   前記電圧設定器によシ設定された設定電圧を所定値まで
   増加する設定値切換装曾とを有することを特徴とする電
   動ドライバ。